基于計算機視覺的自動判卷系統開發與應用

程 驊

(黔南民族醫學高等專科學校 貴州黔南 558013)

一、基于計算機視覺的自動判卷系統開發與應用背景

在當前的自動判斷系統中，采用傳統的光電管掃描技術，通過機讀卡和光標閱讀機在相應的格式上填涂相應的空格位置，并通過掃描進行信息收集，但是由于傳統機讀卡的掃描具有特殊性，在使用過程中不能進行折疊，掃描的填涂位置必須為矩形，且用2B鉛筆，整體成本較高，且機讀卡使用不便，容易造成信息誤區，因此需要借鑒現代發展的計算機視覺技術進行自動判斷系統的技術開發和應用，降低設備成本，提高實用性[1]。

計算機的視覺技術發展至今，已被廣泛應用到各大技術領域，在產品檢測定位匹配等各種工作中通過計算機的視覺技術進行人工取代，一定程度上改進產品的生產效率和質量。因此，可以將計算機的視覺技術主動運用到自動判卷系統中，提高自動判卷準確率和實用性。

二、基于計算機視覺的自動判卷系統開發

（一）關于感知哈希技術的試卷填涂信息識別算法

感知哈希技術的算法是當前流行的計算機圖像算法，如百度中的“搜索網絡中相似圖片”的系統就運用了該技術，該技術已經被廣泛運用到圖像對比和搜索的領域。該技術主要是通過對圖片的格式或字符進行信息化處理，并通過相應的格式信息組合成一串具有明確指向性的字符，通過對比圖片的信息化字符進行相似度比較，具有快速的優勢，被廣泛運用到大數據圖像比較中。

傳統的機讀卡掃描填涂位置和填涂形狀會極大地影響到掃描結果，感知哈希技術通過對比掃描試卷圖像與答案圖像區域的圖像是否具有信息相似之處進行判斷。在算法計算過程中，擴大了掃描填涂位置的計算范圍，降低了普通光標閱讀機在填涂時的要求規則，即使進行不規則的填涂標記，也可以識別出相應的填涂狀態，能夠降低判卷系統對信息掃描和判讀的失誤率。

（二）基于圖像比較近似度結果的判卷算法

基于圖像比較近似度結果的判卷算法是感知哈希技術的技術核心，該判卷的算法主要是通過感知哈希技術進行信息識別和選取后，結合相應的圖庫和答案以及規則進行試卷判定。首先將空白試卷中的答題卡布局以及選項框和題目進行分類歸屬和信息化處理，然后對答題的規則進行定義，如判斷題和選擇題，單選題和多選題等，對不同種類答題規則進行字符規定，最后通過對答題卷面的掃描，對比答題選項框的填涂集合與題庫填涂字符，依據答題規則的定義，結合答案字符對比和邏輯判斷，最后得到判定題目的結果[2][3]。

傳統的光標閱讀判定系統需要機讀卡不能折疊，要用專用筆進行填涂的局限性，基于圖像比較近似度結果的判卷算法可以有效地通過計算機的方式進行規則的自定義，靈活判斷，減少了判卷系統的規則性和局限性，同時計算過程邏輯處理，對象鎖定等各項都是計算機視覺系統中最簡單的環節，因此，相對于圖像比較近似度結果的判斷方法處理速度更快。

三、基于計算機視覺的自動判卷系統的應用

該系統主要建立在三大模塊的處理部分上，試卷管理，圖像處理，試卷結果處理。試卷管理主要是通過對考試試卷的各部分進行分析，其中包括題庫答案以及試卷的題目排版，電子試卷數據存儲和紙質數據的印刷，分析電子試卷的題型，分值評判標準，試題排版等，運用到紙質試卷印刷后，進行圖像學習之后再輸入電子的考試數據進行模板分析。在圖像處理方面，該判卷系統通過對試卷的圖像信息采取和分析處理，借用掃描儀等機械設備對空白試卷答卷和題庫答案的填涂信息進行識別，最后將數據傳輸到試卷結果處理模塊中。試卷結果處理主要是對前端圖像處理結果和信息進行判斷，對題型分值，難易程度，評分標準，出題試卷進行數據分析、統計，最終分數完成最后的數據統計，生成成績數據表[4][5]。

利用計算機視覺的自動判斷系統是通過計算機視覺和計算機圖像處理的技術，對試卷進行客觀分析和自動閱卷，并輔助老師進行主觀題閱讀。該系統采用高速掃描儀進行試卷掃描，視覺系統進行信息獲取和分析，信息處理最終數據結果。該系統利用計算機的實用性進行客觀判斷，準確分析，以及復雜的數據統計，采用機器實現人工復雜工作的簡化處理，賦予機器人的視覺信息處理能力并服務于最終數據結果，在教育領域具有巨大的潛在應用價值，能有效提高教育領域中關于復雜數據的解決效率，提高教學質量，減少判卷的失誤率，提高判斷的準確性和效率，加快教學進程，防止判卷所用的時長過長而影響和阻礙教學進程，更好地服務于學生的進一步學習，服務于教師的工作，配合教師的工作，更好地提高教學質量。

四、結束語

綜上所述，計算機視覺可以利用相應對象鎖定和結果對比近似度等技術應用到自動判斷系統中，利用感知哈希技術和基于圖像比較近似度結果的判卷算法，減少計算的復雜程度，突破傳統判卷系統的局限性，降低老師判卷的壓力，提高判卷的效率和準確度，利用計算機視覺技術促進教育領域的發展。